大丽轮枝菌JR2特异的乙醇脱氢酶的生物学功能研究

大丽轮枝菌是世界范围的植物病原真菌,能够侵染660多种植物,可造成严重的经济损失。大丽轮枝菌基因组分析发现不同菌株含有菌株特异基因,但是大部分基因的生物学功能还不清楚。本研究通过比较大丽轮枝菌VdLs17和JR2的基因组鉴定出1个JR2菌株特异性基因Chr6g02370,该基因编码乙醇脱氢酶,且在侵染过程中被诱导表达。敲除突变体的乙醇脱氢酶酶活性显著降低,但对乙醇等碳源的利用能力并未受到影响。敲除突变体对烟草和番茄的致病力显著降低。表型分析表明敲除该基因降低了黑色素合成能力,但不影响菌丝生长和产孢。研究结果丰富了人们对大丽轮枝菌菌株特异基因生物学功能的认识,为深入开展其功能基因组学研究提供了遗传材料。     

拮抗性链霉菌对大丽轮枝菌微菌核形成与萌发的影响

为探索拮抗性链霉菌对棉花黄萎病病原大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.的抑菌机制,采用菌丝生长速率法、微菌核萌发法研究了6株拮抗链霉菌无菌发酵滤液对大丽轮枝菌生长、微菌核形成与萌发的影响。链霉菌无菌发酵滤液对大丽轮枝菌菌落生长、菌核形成和微菌核萌发有明显抑制作用。其中菌株B49的抑菌效果最好,5倍稀释发酵液培养14天时对菌落生长的抑菌率达69.7%;菌株B49、D184和Act12的5倍稀释发酵液对微菌核形成的抑制率达100%;将经B49、D184和Act12发酵液处理后丧失形成微菌核能力的大丽轮枝菌菌株转接至不含发酵液的PDA培养基,连续传代至第5代,其仍然不能恢复形成微菌核的能力;微菌核在含有菌株D184 5倍稀释发酵液的培养基上培养168 h时,萌发率仅为38.3%。     

大丽轮枝孢中国菌系营养体亲和性研究

 大丽轮枝孢(Verticillium dahliae)是世界性的土传病原菌,可侵染660多种植物,包括多种农作物,造成严重的经济损失。不同寄主的菌株间在培养特性及致病性等多方面有较大的差异,其遗传差异及其亲缘关系已引起重视。     

棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌的快速分子检测

大丽轮枝菌Verticillium dahliae是引起棉花黄萎病的土传病害病原真菌。快速及时地检测出大丽轮枝菌,对棉花黄萎病的早期预警及后期防治具有重要意义。采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测技术对已报道大丽轮枝菌的检测引物进行验证、筛选和改进,获得1对改进的特异性PCR引物VDS-F/VDS-R。在优化的反应体系与扩增条件下,能特异性地从大丽轮枝菌基因组扩增出l条约520 bp的产物条带,检测灵敏度达到10~(-2)ng/μL;利用该引物可特异性地从含有大丽轮枝菌的土壤及棉花植株组织中检测出病原菌;采用巢氏PCR法对人工病土的检测灵敏度达到了10个孢子/g土。表明本引物的PCR检测体系可用于棉花黄萎病的早期快速检测。     

匐柄霉对大丽轮枝菌生长及微菌核形成的影响

在离体条件下及棉花植株内测试了匐柄霉对大丽轮枝菌的抑制作用。结果表明,在离体条件下,匐柄霉菌的菌丝体或其培养滤液,对大丽轮枝菌的生长和微菌核形成均有影响。将形态发生变异,不能形成微菌核的大丽轮枝菌菌株转移至ＰＤＡ培养基后,其微菌核形成能力不再恢复。匐柄霉培养滤液的抑菌物质受热不稳定,１００℃处理１０分钟后活性丧失。抑菌物质经硫酸铵、乙醇沉淀初步测定,属非蛋白次生代谢产物。匐柄霉经接种可进入棉株体内,定殖率为７５％～１００％,分布于棉苗根、茎的维管束组织中。与轮枝菌先后或同时混合接种,匐柄霉可减轻棉花黄萎病的症状,以棉苗栽种前用匐柄霉菌分生孢子悬浮液沾根处理效果最明显。     

检疫性轮枝菌及其近似种的鉴定

 大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)和黑白轮枝菌（V. albo-atrum）在世界范围内引起多种作物的黄萎病,属于我国重要进境植物检疫对象。本研究对采自我国部分地区和CBS保存的多种植物病原性轮枝菌,包括黑白轮枝菌、大丽轮枝菌及其变种大丽轮枝菌长孢变种(V. dahliae var. longisporum)、三体轮枝菌(V. tricorpus)、变黑轮枝菌(V. nigrescens)和云状轮枝菌(V. nubilum),采用生物学特性观察,结合rDNA-ITS序列分析的方法,进行了比较和分析。结果表明：不同种类轮枝菌在休眠结构形态上具有一定差异,部分菌株不产生任何休眠结构。各供试菌株在15～25℃范围内均可生长,但黑白轮枝菌在30℃下生长受到强烈抑制,而其他菌株受影响较小。对供试菌株rDNA-ITS序列分析结果表明植物病原性轮枝菌可聚为9个分支,包括三体轮枝菌、变黑轮枝菌、云状轮枝菌、V. theobromae、大丽轮枝菌、大丽轮枝菌长孢变种和3个不同的黑白轮枝菌分支,黑白轮枝菌、大丽轮枝菌及其长孢变种亲缘关系较近。采用生物学性状结合rDNA-ITS序列分析能够更加有效地将两种检疫性轮枝菌从其他植物病原性轮枝菌中区分出来。     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

环介导等温扩增技术检测大丽轮枝菌

 本研究基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),通过比对分析大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)与其相近种不同靶标序列间的差异,选取Gpd(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,甘油醛-3-磷酸脱氢酶)基因作为靶标基因,设计并筛选了四条特异性强、灵敏度高的LAMP引物和两条环引物,建立了一种基于颜色判定的简单、快速和灵敏的大丽轮枝菌的检测方法,并进行了特异性、灵敏度实验及田间发病组织的检测。该方法在62 ℃等温条件下进行核酸扩增反应70 min,扩增前加入染料HNB(羟基萘酚蓝),反应后根据染料颜色变化判定扩增结果。特异性试验中,仅含有大丽轮枝菌菌株DNA的反应管扩增后呈天蓝色的阳性反应,而其他供试菌株均呈紫色的阴性反应。该方法的最低检测限为100 pg·μL^-1,在土壤中检测的灵敏度为10个孢子/0.25g土壤。该技术能够检测出棉花发病组织中的目标菌,对采自江苏和山东的24份疑似病害样本进行检测,11份为阳性。该方法的建立为大丽轮枝菌的检测及其所致病害的诊断提供了新的技术。     

Specific Detection of Tomato Pathotype of Verticillium dahliae by PCR Assays

Verticillium dahliae Klebahn is the causal agent of tomato wilt disease. Isolates of V. dahliae can be classified based on pathogenicity to tomato, but the pathotypes are indistinguishable in morphology. We designed PCR primers for specific detection of isolates pathogenic to tomato (tomato pathotype) from the sequences of a pathotype-specific gene, vdt1. With the primer pair Tg5/Tc3, a PCR product (approximately 3.2 kb) specific to tomato pathotype was amplified from the genomic DNA of isolates. Using the primer pair, a tomato pathotype isolate was specifically detected from hypocotyls of inoculated tomato and eggplant. On the other hand, no amplification was observed from non-tomato pathotype isolates of V. dahliae, some other wilt pathogens of tomato and a healthy host plant. Therefore, the primer pair can be useful for pathotype-specific detection of V. dahliae as well as for diagnosis of wilt disease of tomato plant. Received 7 September 2001/ Accepted in revised form 3 December 2001     

应用聚合酶链式反应鉴定新疆棉花落叶型黄萎病菌

用一对棉花落叶型黄萎病菌的特异性引物D1和D2进行PCR扩增,对于落叶型黄萎病菌,该对引物可特异性地扩增产生一段550bp的产物,而非落叶型黄萎病菌则不能被扩增.供试的35个新疆黄萎菌系中,有3个菌系扩增出550bp大小的落叶型黄萎病菌特异性片段,表明目前新疆已存在落叶型黄萎病菌,用此技术可快速、准确地检疫和鉴定落叶型黄萎病菌.     

北方棉区棉花黄萎病菌落叶型菌系鉴定

 采用RAPD扩增与温室致病性测定2种方法,以黄萎病菌Verticillium dahliae的5个落叶型、7个非落叶型菌系和V.albo-atrum的2个菌系为对照,对采自北方棉区6省(自治区)的34个棉花黄萎病菌菌系进行致病型鉴定。94.1%的菌系在2种鉴定结果中表现一致,与对照菌系相比较,确定其中26个菌系为落叶型菌系,6个菌系为非落叶型菌系。从而证实了黄萎病菌落叶型菌系在北方棉区河北、河南、山东3省的存在,并发现所确定的26个北方落叶型菌系中的22个与来自美国的对照落叶型菌系T₉、V₄₄的关系比与来自江苏的对照落叶型菌系V_B、V₉₉₁的关系更近。本实验还初步筛选到2条用于鉴别V.dahliae落叶型与非落叶型菌系的RAPD特异条带OPB-19₉₆₆和OPM-20₁₆₉₁,将它们用于对34个北方菌系的RAPD扩增鉴定,则与温室致病性测定结果的一致性分别为88.2%和94.1%,证明这2条特异条带在鉴定棉花黄萎病菌落叶型菌系上具有一定的实用价值,并为进一步制作特异探针以形成一套简便、准确、规范化的鉴定技术奠定了基础。     

分离土壤棉花黄萎病菌选择性培养基的筛选

 采用土壤检测稀释法、水筛法和不同土样接种量,对5种土壤浸提液改良培养基进行了比较研究。结果表明,土壤水筛法对土壤棉花黄萎病菌的检测效果优于稀释法,其菌落检测数增加4~10倍。培养基每皿0.25 g土样接种量的检测效果高于0.5 g和1g。5种测试培养基中,培养基D对分离土壤棉花黄萎病菌的选择性表现最好,其土壤接种体检测回收率达63.5%~83.3%.培养基D的组份为:土壤浸提液25 ml,KH₂PO₄ 1.5 g,K₂HPO₄ 4 g,尿酸钠0.2 g,半乳糖醛酸钠(果胶)1g,山梨糖1g,Dox盐2 ml,Tergitol NP-101ml,PCNB0.1g,琼脂17g,蒸馏水1000 ml,pH6.4~6.7。每1000ml融化培养基倒皿前加抗菌素液50 ml (含氯霉素0.05 g,链霉素0.05 g,青霉素-G盐0.05 g)。     

土壤大丽轮枝菌微菌核的快速定量检测

 微菌核是大丽轮枝菌在土壤中的主要存活结构和黄萎病的初侵染来源。对土壤中大丽轮枝菌微菌核进行定量是黄萎病监测和预警的基础。本研究以大丽轮枝菌Internal Transcribed Spacer (ITS)区特异性引物对P1/P2扩增产物的重组质粒为标准品,构建SYBR Green I实时荧光定量PCR反应的标准曲线,结合土样水筛法建立了土壤大丽轮枝菌微菌核定量检测体系。同时,建立了土壤中微菌核数量与棉花黄萎病发病率的关系模型。结果表明,实时定量PCR检测灵敏度比常规PCR高10倍,检测下限为1个微菌核/克土,在5.54×10²～5.54×10⁷copies范围内,DNA拷贝数的对数值与Ct值具有良好的线性关系。建立的土壤中微菌核个数n与Ct值之间的关系为n=e^7.3-Ct/3.905。温室人工接种微菌核数量与棉花黄萎病发病率间的线性关系为y=2.710n+0.251。     

Vegetative-compatibility groups in Verticillium dahliae from Israel

Nitrate-nonutilizing (nit) mutants were used to determine vegetative compatibility among 34 isolates of Verticillium dahliae from cotton, potato, olive, eggplant, chrysanthemum and tomato from 12 sites in Israel. Based on the formation of complementary heterokaryons, 33 isolates were assigned to two vegetative- compatibility groups (VCGs): one VCG contained 15 isolates from cotton, eggplant, chrysanthemum and olive; and the other VCG contained 18 isolates from potato, olive and cotton. The status of an additional isolate from tomato, which was compatible with both VCGs, remained unclear. In a limited pathogenicity test with 10 isolates, two (from tomato and eggplant) were pathogenic on tomato, eggplant and cotton; most isolates from cotton were pathogenic on cotton and eggplant only; and one from cotton was non-pathogenic. Fewer isolates were pathogenic on tomato than on cotton or eggplant. The diversity of vegetative compatibility found in our V. dahliae collection is comparable to that found in studies of American populations.     

山东棉花黄萎菌致病力分化的研究

选用山东省有代表性的棉黄萎菌１６个菌株（系）各配制成一定浓度的孢子悬浮液，于棉苗２～３叶期蘸根接种，观察发病的反应型。结果表明：各菌株致病力强弱差异明显，可分为致病力强的Ⅰ型（即与落叶型相似）、致病力中等的Ⅱ型和致病力弱的Ⅲ型，并发现山东省有落叶型菌系存在。     

我国棉花黄萎病菌致病力分化及ISSR指纹分析

 来自我国12个省84个县（市）的棉花黄萎病菌,在PDA培养基上存在5种不同的培养类型,其中,产生微菌核较多的B型菌株为优势类群,占72.9%。长江流域的菌株培养性状变异最大,新疆棉区的变异最小。致病力测定结果和ISSR指纹图谱均将167个单孢菌株划分为强、弱、中3个致病力类型,供试菌株的ISSR指纹图谱与菌株的致病力存在明显的相关性。中等致病力类型菌株在我国占主导地位;强致病力类型的菌株主要分布在河北、河南、湖北等省;弱致病力类型菌株主要分布在新疆和江苏。     

棉花黄萎病菌致病型的AFLP分析

 选用41个棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)代表菌系,在温室条件下,对4个棉花品种鄂荆1号(感)、中棉所12(耐)、文-5(抗)和唐棉2号(抗)进行致病性测定,结果可将供试菌系分为落叶型与非落叶型2类。选取8对AFLP引物PCR扩增的结果中,统计带型稳定、清晰且有多态性的条带,共169条作系统聚类分析,将上述菌系分为2大类,第一类为非落叶型菌系,包括10个非落叶型菌系和1个过渡菌系;第二类为30个落叶型菌系。根据聚类分析建立树状图,发现菌系与地理来源存在一定的相关性,而依据菌系致病力强弱分类则相关关系不大。选用25对EcoRⅠ和MseⅠ引物组合,对供试的41个V.dahliae进行AFLP扩增,筛选到2对引物E64(GACTGCGTACCAATTCGAC)、M53(GATGAGTCCTGAGTAACCG)和E49(GACTGCGTACCAATTCCAG)、M65(GAT-GAGTCCTGAGTAAGAG),能分别扩增出433bp和110bp2条仅为V.dahliae非落叶型菌系独有的特异片段,可将落叶型与非落叶型菌系分开,这2条特异片段被命名为EM₄₃₃和EM₁₁₀。     

桃树黄萎病在我国首次发生报道

在甘肃省农业科学院林果所2010年建植的桃园内,自2011年以来,每年6-8月都陆续出现枯死的桃树;严重年份桃树病株率达20%。经病原菌分离培养、形态观察和致病性测定,确认桃树枯死是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染所致。这是桃树黄萎病在我国的首次发生报道。